DE8415737U1

DE8415737U1 - Dosierwaage mit optischer gewichtsanzeige

Info

Publication number: DE8415737U1
Application number: DE19848415737U
Authority: DE
Original assignee: Mettler Instrumente AG
Current assignee: Mettler Instrumente AG
Priority date: 1983-06-10
Filing date: 1984-05-23
Publication date: 1984-11-22
Also published as: US4628470A; JPH0345774B2; DE3419218C2; CH661592A5; DE3419218A1; JPS604823A

Description

Mettler Instrumente AG

(Neue) Beschreibungseinleitung:

Dosierwaage mit Analoganzeige

Es ist bekannt, bei der optischen Anzeige von Dosiervorgängen zunächst einen Sollwert einzugeben und in einer Anzeige eine nicht-numerische Darstellung des Gewichtes zu erzeugen, die an den Sollwert herangeführt wird.

Bei einer hierfür bekannten Dosierwaage (DE-OS 25 36 045) ist hierfür neben der üblichen numerischen Anzeige eine Quasianaloge Übersichtsanzeige vorgesehen, welche einen Hinweis auf die noch verfügbaren bzw. den schon ausgenutzten Anteil des Wägebereiches gibt. Eine ähnliche Waage (DE-PS 26 04 747) verwendet Leuchtelementstreifen für die optische Analoganzeige.

Bei weiteren bekannten Dosierwaagen (US-PS 42 00 896, DE-OS 27 02 842) sind zwar Dosierhilfen vorgesehen, diese

sind jedoch streng dekadisch gestuft. Dies erschwert der Bedienungsperson wegen der logarithmischen Anzeigewechselcharakteristik den Gebrauch und erfordert in der Be- ; nutzung eine hohe Konzentration. ' 6

Die vorliegende Erfindung entstammt aus der Auf- ^::i

gabenstellung, eine wesentlich verbesserte, eindeutige f

optische Führung der Bedienungsperson bei Dosiervorgängen $

zu ermöglichen. ?!

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

daß die Analoganzeige die Form eines aufrechtstehenden |

Behälters mit sich innerhalb des Behälters horizontal J

erstreckenden Anzeigeelementen hat.

Man erkennt, daß hier die Analoganzeige die Form eines aufrechtstehenden Behälters mit sich innerhalb des Behälters horizontal erstreckenden Anzeigeelementen hat. Dies ergibt einen einfachen und rasch erfassbaren Aufbau und ermöglicht auch bei geringer Aufmerksamkeit rasch ablaufende Dosiervorgänge ohne Ermüdung des Benutzers. Im folgenden wird anhand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel näher beschrieben. In den Zeichnungen

ist
25

Fig. 1 eine blockschematische Gesamtdarstellung der Anordnung mit vergrößert gezeichneter Analoganzeige,

Fig. 2 ein Diagramm des Verlaufs eines Dosiervorganges , und

Fig. 3 ein Flußdiagramm der wesentlichen Verfahrensschritte .

Eine Waage oder Messzelle 10 liefert ein Signal, das in einem Messwertgeber 12 in ein digitales gewichtsproportionales Signal (Mess- oder Gewichtswert G) umgeformt wird. Dieses Signal G wird in einem Mikrocomputer weiterverarbeitet.Letzterer umfasst in bekannter Weise im wesentlichen eine zentrale Recheneinheit (CPU) 14, einen Arbeitsspeicher (RAM) 16 und einen Festwertspeicher (ROM) 18* Nachgeschaltet ist eine Anzeigespeicher- und -treiberschaltung 20, ebenfalls für sich konventionell, welche eine Digitalanzeige 22 und eine Analoganzeige steuert. Letztere umfasst die Kontur eines flaschenartigen Behälters (im folgenden Flasche genannt), mit. einem Bauch 26, einer Ubergangszone 28 und einem Hals 30. In der Mitte des Halses 30 ist beidseits

je eine Strichmarke S vorgesehen, die den Sollwert bezeichnet 4 Ober- und unterhalb der Marke S sind noch je drei weitere Marken 32 vorgesehen/ deren Teilungswert (Abstand zwischen zwei Marken) angegeben wird (im Beispiel: Δ = 0,1 g) .

Zur Anordnung gehört ferner eine Tastatur 34 zur Eingabe von numerischen Werten sowie von Steuerbefehlen.

Bei unbelasteter Waage sowie nach dem Nullstellen bzw. nach dem Tarieren eines Behälters erscheint in der Digitalanzeige 22*000,0 g¹ und in der Analoganzeige 24 (nur) die Kontur der Flasche. Wird nun Wägegut zugegeben/ so erscheinen von unten nach oben nach und nach waagerechte Striche 36 bildende Anzeigeelemente, die Flasche 'füllt sich¹. In der Grobdosierphase wird der Bauch 26 gefüllt, und zwar mit einer bezogen auf die Dosierrate kleinen Geschwindigkeit (s.a. Figur 2). Bei etwa 80% des Sollgewichts wird die Uebergangszone 28 der angezeigten Flasche erreicht. Nun beginnt sich, eine gleichbleibende Dosierrate vorausgesetzt, die Geschwindigkeit der Flaschenfüllung in der Anzeige zu erhöhen; sie tut dies ständig, bis die Uebergangszone 28 verlassen wird. Jetzt ist, bezogen auf die immer noch als konstant angenommene Doslerrate, die zweite (Anzeige-)Füllgeschwindigkeit erreicht, welche etwa acht- bis zehnmal höher sein mag als die erste Geschwindigkeit.

in der Praxis wird selbstverständlich die Dosierrate entsprechend herabgesetzt, wofür der Uebergangsbereich 28 in der Anzeige 24 ausreichend Gelegenheit bietet.

Das Schaubild der Figur 2 zeigt den Zusammenhang graphisch. Während der Grobdosierphase besteht ein erster linearer Zusammenhang zwischen der Gewichtszunahme und der Anzahl einzuschaltender Anzeigeelemente 36 (mit (26) bezeichneter gerader Ast der Kurve). Es schliesst sich die Uebergangsphase

zwischen Grob- und Feindosierphase an, markiert mit (28) entsprechend dem Uebergangsbereich 28 in der Anzeige 24. In dieser Uebergangsphase ist der genannte Zusammenhang nichtline&r. Zuletzt folgt die Feindosierphase,, dargestellt durch den zweiten geraden Kurvenast/ markiert mit (30) entsprechend dem Flaschenhals 30. Hier ist der Zusammenhang Gewichtsänderung/Anzeigeänderung wieder linear, aber wesentlich steiler, d.h. die Anzeige reagiert sehr viel empfindlicher auf die Gewichtsänderung.

Das Zeichen N in den Figuren 1 und 2 bezeichnet den Endpunkt der Analoganzeige; wird weiter Wägegut zugegeben, so ändert sie sich nicht mehr. Der Bereich der Skalenteile 32 kann als Toleranzbereich dienen. Im Beispiel wären es 'Sollwert +/- 0,3 g¹.

Die Bedeutung der Angaben S ...S«. für die Abszisse sowie η (von 0 bis 100) für die Ordinate in Figur 2 erhellt aus der folgenden Besprechung des Dösierablaufs in Verbindung mit dem Flussdiagramm der Figur 3.

Zu Beginn einer Dosierung wird mittels der Tastatur 34 der Sollwert (das Soll- oder Dosiergewicht) eingegeben und im Arbeitsspeicher 16 gespeichert. Dieser Sollwert kann im Bedarfsfall durch Betätigen einer Taste in der Tastatur 34 jederzeit kontrollhalber abgerufen werden und erscheint dann in der Digitalanzeige 22.

Im Festwertspeicher 18 ist eine Tabelle mit Schwellwerten S (S_o...S_₉) enthalten (Speicherteil 18a). Bei jedem durch den Takt des Mikrocomputers vorgegebenen Zyklus geschieht folgendes:

- Der aktuelle Gewichtswert (Messwert) G des Nettogewichtes wird eingelesen.

- Ein Indexzähler für η wird auf Null gesetzt.

• · · t a

ti cc ic····· .ν

(firtf··· .^,

t t t t ί t ι ί t t ι at· =■.

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- Der Quotient Messwert/Sollwert wird gebildet und mit den gespeicherten Schwellwerten S verglichen. Dabei wird der ; Indexzähler so oft um einen Schritt weiter laufen,, bis ent- : weder der gespeicherte Schwellwert S grosser als Q ist /

(vor dem Erreichen des Endwertes N) oder aber der letzte ' Schwellwert (hier: Sg„) gleich oder kleiner ist als es dem Endwert N entspricht. ■

- Die Recheneinheit 14 steuert die Anzeigespeicher- und | -treiberschaltung 20 so an, dass - neben der numerischen ψ Anzeige (22) des aktuellen Gewichtswertes - die dem je- £ weils zutreffenden Sp^icherwert S entsprechende Anzahl Anzeigeelemente 36 in der Analoganzeige 24 aktiviert, d.h. angezeigt wird.

Im vorliegenden Beispiel ist die Aufteilung so gewählt, dass von den äquidistant angeordneten total hundert strichförmigen Anzeigeelementen 36

- vierzig der Grobdosierphase (entsprechend den Schwellwerten S_Q...S^g)f

- zwanzig der Uebergangsphase (entsprechend S.q...S₅q) und - je zwanzig der Feindosierphase bis zum Sollwert (S₆-...S__g) bzw. dem anschliessenden Ueberbereich (S₀-...S--)

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zugeordnet sind. Dabei bestimmt die Festlegung der den einzelnen Speicherwerten S zugeordneten Anzahlen an Anzeigeelementen, welche Steigung die Kurvenäste (26) bzw. (28) bzw. (30) in Figur 2 haben und bei welchen Gewichtsanteilen in % die Uebergänge gewählt werden. Es versteht sich, dass nahezu beliebig viele derartige Festlegungen wie auch Anzahlen an Anzeigeelementen 36 denkbar sind. Die Randbedingungen im Einzelfall werden jeweils konkrete Werte nahelegen.

Je nach verfügbarem Speicherplatz kann der Speicherteil 18a des Rom 18 auch mehrere Tabellen S_n enthalten, beispielsweise eine für eine Uebergangsphase von 80 bis 98 % und eine andere für eine Uebergangsphase von 90 bis 99 %. Die jeweils gewünschten Grenzwerte ergeben sich dann durch Wahl der ent-

sprechende Tabelle (18a), was durch Betätigen einer Steuertaste der Tastatur 34 geschehen kann. Es ist damit eine Anpassung beispielsweise an die Dosiereigenschaften des Materials oder aber an die Geschicklichkeit der Bedieungsperson möglich.

Die konstruktive Realisierung der Analoganzeige 24 kann auf mehrere konventionelle Arten, mit aktiven oder passive¹? Anzeigetypen, erfolgen. Als Beispiel seien genannt

- eine Fluoreszenzanzeige mit den hundert Anzeigeelementen 36 sowie der bei eingeschalteter Anzeige stets leuchtenden Kontur der Flasche, die (wie auch übrigens die Anzeigeelemente 36) gegebenenfalls aus Segmenten aufgebaut sein kann; auch Punktraster kommen in Betracht. Die Skalenteilung sowie die Zeichen S und N können ebenfalls als Leuchtelemente oder aber als dauerhafte Markierungen auf dem Anzeigefenster ausgebildet sein;

- eine Flüssigkristallanzeige mit entsprechenden aufgedampften Elektroden; oder

- ein Bildschirm.

Die letztgenannte Möglichkeit stellt eine besonders flexible, wenn auch etwas aufwendigere Variante dar. In diesem Fall kann auch die numerische Anzeige auf dem Bildschirm erzeugt werden, es könnte während der Dosierung neben dem Istgewicht auch ständig das Sollgewicht angezeigt werden. Es bestünde ferner die Möglichkeit, den Feindosierbereich in einer - zusätzlichen oder alternativen Darstellung - bei Bedarf nochmals vergrössert darzustellen, um eine besonders feine Dosierung zu erleichtern. Auch könnte die - bei konventionellen Elementanzeigen invariable - Kontur der Flasche auf Wunsch bzw. gemäss Programm geändert und beispielsweise unterschiedlichen Schaltpunkten Grob-(/üebergangs-) /Feinbereich angepasst werden.

Die Art der verwendeten Waage oder Messzelle ist irrelevant, sofern das Gewichtssignal nur in digitaler Form zur Verfügung steht. -

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Verschiedene Variationen und Ergänzungen des hier an einem Beispiel vorgestellten Prinzips sind denkbar. So kann ein akustisches Signal die Bedienungsperson darauf aufmerksam machen, dass die Uebergangsphase beginnt. In Sonderfällen mag auch eine Aufteilung in drei Dosierphasen (mit einer oder zwei oder aber ganz ohne Uebergangsphasen) zweckmässig sein. Eine weitere Variante konnte so aussehen, dass sich an den linear abgebildeten Grobdosierbereich (Bauch 26) nur ein nichtlinearer Üebergangsbereich anschliesst, der z.B. kur? über dem Sollwert endet (ohne Flaschenhals 30).

Schliesslich würde das 'Flaschen-Prinzip' auch die Anwendung einer von Anfang bis Ende nichtlinearen Abbildungsfunktion mit zu Beginn kleiner und beim Sollwert grosser Steigung der Kurve nach Figur 2 nicht ausschliessen.

Sind für eine Mischung mehrere Komponenten in einen Behälter einzuwägen so wird nach der beendeten Dosierung einer Komponente tariert. Darauf zeigt die numerische Anzeige 22 Null an, und die Flasche in der Analoganzeige 24 ist wieder 'leer¹. Nun wird der Sollwert der folgenden Komponente eingetastet, und die nächste Dosierung kann wie oben Beschrieben erfolgen.

Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, dass der Begriff 'Dosieren' auch Entnahmewägungen (Weg-Dosieren) umfasst. Für solche Fälle kann ausser der in Figur 1 gezeichneten Flasche zusätzlich eins auf dem Kopf stehende Flasche vorgesehen sein, die dann zu Beginn gefüllt angezeigt würde und mit fortschreitender Entnahme von Wägegut immer 'leerer' angezeigt würde. Alternativ könnte auch eine Doppelflasche nach Art einer Sanduhr in der Analoganzeige dargestellt werden, die sich dann im Falle des Zudosierens von unten bis zum Hals 'füllen' und im Falle des Wegdosierens von oben her bis zum Hals 'leeren' würde.

Claims

Mettler Instrumente AG

PATENTANWÄLTE

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Dipl.-Ing. H. Leinweber (isao-n) Dipl.-Ing. Heinz Zimmermann Dipl.-Ing. A. Gf. v. Wengersky Dipl.-Phys. Dr. Jürgen Kraus

Rosental 7, D-8000 MDnchen 2 2. Aufgang (Kustermann-Passage) Telefon (089) 2 60 39 89 Telex 52 8191 lepatd Telegr.-Adr. Lelnpat München

^den 22. August 1984

Unser Zeichen

271 wysd

(Neuer) Schutzanspruch :

Dosierwaage mit Analoganzeige, dadurch gekennzeichnet, daß die Analoganzeige (24) die Form eines aufrechtstehenden Behälters mit sich innerhalb des Behälters horizontal erstreckenden Anzeigeelementen (36) hat.